电感、滤波和叠加电流.doc

直流叠加大家知道,电感有频率才有感量,直流叠加必然影响导磁率,就是说电感量肯定下降;如果加的直流工作电流不大,电感的偏差仍然符合客户的要求,那么这个电感OK,如果加的直流工作电流较大,电感的范围超出用户要求,要更换磁心材质,如果还是不能解决问题,就要在磁心的一端加一个永磁磁铁,至于怎样加,取决于磁铁的导磁率(髙斯),磁心的材质,叠加电流的大小等因素.有一点请大家注意:这种电感在应用的过程中,一定要分清起线端和收线端,还要注意磁心的粘接方向.否则在电路中会出现问题.额定电流一般主要看两个方面:1. 温升小于30-50度(主要由使用场合决定),可以确定一个最大电流值!2. 直流叠加:一般要大于原始电感的90%,又决定一个最大电流值!以上两个电流值取小的那个值,就是额定电流!第2个电流值很容易测量,第1个的话误差较大,真要做的话一般实际测量结合理论计算! 可以分成两个方面: 1. 交流额定电流:受限于频率及功耗; 2. 直流额定电流:受限于磁芯最大饱和Bs及空气间隙.大多数工厂不具备高频测机,一块电路板就那么几个高频电感,花几万到几十万买一台测机不合算.因此你碰到的这个问题非常普遍.在使用那个公式时要注意,高频电感的测试频率不是自谐频率.例如:EC24-1R0K 也就是人们常说的AL0307-1uH的小功率高频电感,在生产过程中的测试频率为25.2MHz,但它的自谐频率为180MHz.目前用新材料制造的小功率小感量的高频电感的自谐频率大于600MHz. 一般来说:用1KHZ的LCR表及1KHZ的电桥测出的电感可以称为真实电感. 说句题外话:如果客户提供的材料和你实际工作中的那个材料相差很大的话(在以你的测机为准的前提下)那么再论证也没有用;解决的办法有两个A:用你的测机测试你目前的合格品并详细记录L值Q值及DCR 连你测试的样品一起交给供应商去校正他们测机的“偏差”B:如果供应商有条件,应该带一台有模拟功能的测机去你那里,将他的测机完全模拟成你们的测机,这样就确保万无一失了.2.5mH的电感应该是共模电感.共模电感一般由高导磁心做成,高导材料有一缺点,它的磁导率在较低的频率下就会下跌.磁导率越高,越明显.如UI=10000的材料在100000HZ多一点就开始下跌,UI=5000的就好一些,要到几百K才下跌.所以变压器厂家定的测试频率一般在10K或更低.使用同样的测试频率 和测试电压 使用不同的测试仪表 由于仪表的内阻不一样 造成施加在电感器或者变压器绕组上的电压信号不一样 也会造成 所测的电感量不一样. 使用不同的频率 同样的电压下测试结果有所差别是正常的 尤其是如果测试电压高 致使测的电感量不是 起始磁导率下的电感量 那样电感值随测试频率的不同 造成感应的Bm不同,那么磁导率就不同 当然电感量也就不同.环形样品Le和Ae的计算方法关键词：环形样品有效磁路长度Le有效截面积Ae我们知道，与一般的电流电压测量不同，磁场强度和磁感应强度的测量都是间接测量。磁场强度通过测量励磁电流后计算得到，磁感应强度是通过测量感应磁通后计算得到，参与计算的样品有效参数Le和Ae将直接与测量结果相关。磁场强度的计算公式：H = N I / Le式中：H为磁场强度，单位为A/m；N为励磁线圈的匝数；I为励磁电流（测量值），单位位A；Le为测试样品的有效磁路长度，单位为m。磁感应强度计算公式：B = / (N Ae)式中：B为磁感应强度，单位为Wb/m2；为感应磁通（测量值），单位为Wb；N为感应线圈的匝数；Ae为测试样品的有效截面积，单位为m2。根据样品尺寸计算样品的有效参数Le和Ae，在不同的行业中，计算方法往往不统一，这可能使测试结果缺乏可比性。在SMTest软磁测量软件中，样品有效参数的计算依照行业标准SJ/T10281。下面以环形样品为例，讲述样品有效磁路长度Le和有效截面积Ae的计算方法。第一种情况：指定叠片系数Sx，指定样品的外径A、内径B和高度C。根据SJ/T10281标准，先计算样品的磁芯常数C1和C2，然后根据磁芯常数计算Le和 Ae，这是严格按照标准执行的计算方法。第二种情况：指定材料密度De和样品质量W，指定样品的外径A、内径B和高度C。根据SJ/T10281标准，先计算样品的磁芯常数C1和C2，然后根据磁芯常数计算Le和 Ae，并可推算叠片系数Sx，这是另外一种计算方法，与标准有点差别，但计算结果与标准比较接近。第三种情况：指定材料密度De和样品质量W，指定样品的外径A和内径B，不指定样品的高度。不按SJ/T10281标准求磁芯常数，而是按平常的数学公式来求Le和Ae。这种计算方法与标准相差较大，只有环形样品才有这种计算方法。一些EMC整改菜鸟经验和大家分享B;c=eMw 先从EMI的整改讲起吧。我们经常接触用电的东西大概分ITE，音视频，家用电器，和灯具，当然还有其他的。这些东西的一般都需要测试传导，空间辐射/骚扰功率，谐波，电压闪烁。根据标准不同而不同。 e7|d=kW 传导主要是通过导线传播的。所以我们整改时主要在滤波方面入手。和辐射一样针对不同频率，所用的方法有一定差异。很多东西涉及到PCB设计，排版。这方面我就不讲了，我也不是很懂啊。现在我们就讲成品的整改好了。 )=7)-AWHv 家电类很多都涉及到马达，好的马达，一般一个X电容就可以通过传导。频率高一点可以考虑加磁环。很多马达是需要用到Y电容的，通常是电刷对机壳。机壳接地或不接根据情况来。 pgAZ9 以上传导就这么多了，实在不行，改版啦。我没干多久，悟性也差，学历太低了。只能整出这么一点来污染各位眼球，呵呵。 FSITkBm 下面说说空间辐射吧，想必大家也参加过不少培训，从原理到设计到走线。后悔没专心。现在我讲点实用的，拿大家熟悉的PC来举例吧。我也是分几部分来查原因。30-300-600-1000M，这些都不是一个准确的频率。前一段主要是通过引线传播，解决问题先得找到问题。所以你就找个超标点，把EUT调到超标最严重的位置，一个一个拔。频率降了，就说明这个有问题。频率再高点，拨光所有周边虽然频率有点改善还是超标，你不妨用手去挡或者接触机壳。或者打开机壳摆弄一下走线，只到找到最有影响的原因。最后一段自然就是空隙的原因了。如果不在PCB上找解决的方法，只有加吸收材料，接地和屏蔽这几种方法，不过这也是几种比较适用有效的方法。所以我们手里通常要有以下材料：导电泡棉（塞缝的），铜/铝箔，扣式磁环，弹片等等。辐射就象个水塔，哪里有口就往哪里跑，有时候这边好了，那边又不行。所以要注意内部的走线等防止耦合等。 gQCC8 对于家电和音视频，功率辐射超标现象也很常见。 回说到功率辐射，今天恰好改了一个吹风机，就拿这个样品做例子吧，这玩意120V，功率辐射在114M以上突然一路狂飚，到300M的时候基本在70dbu/W，观察其机构：电源线进来套一磁环，跨一X电容，然后就发热丝，分压后整流给24V直流马达供电。象这种结构按理说不会有太大干扰，看到突然增高的频率，马上想到可能是某个元件失效，或者某个元件工作频率。于是做了一部分整改，比如电极端加电容，加磁珠等，结果还是余量不足。因为问题很明显出在电机，为了不增加成本，让整改变得有意义，所以让客户提供了两款小马达，和新样品。测试结果很低很理想。 ueT1) 式中U1为温度为T1时的磁导率 U2为温度为T2时的磁导率 10.相对温度系数ur(1/K) 温度系数和磁导率之比，即 ur=U2-U1/(U2)2*1/T2-T1(T2T1) 11.居里温度Tc() 在该温度下材料由铁磁性（或亚铁磁性）转变顺磁性。见图2。 12.减落因数DF： 在恒温下，完全退磁的磁芯的磁导率随时间的衰减变化，即 DF=U1-U2/logT2-T1*1/(U1)2(T2T1) 式中U1为退磁后T1分钟的磁导率 U2为退磁后T2分钟的磁导率 13.电阻率(/m) 具有单位截面积和单位长度的磁性材料的电阻。 14.密度d(kg/m3) 单位体积材料的重量，即 d=W/V 式中W为磁芯的重量(kg) V为磁芯的体积(m3) 15.功率损耗Pc(KW/m3、W/KG) 磁芯在高磁场密度下的单位体积损耗或单位重量损耗。该磁通密度可表示为 Bm=E/4.44fNAe 式中E为施加在线圈上的电压有效值(V) Bm为磁通密度的峰值（T） f为频率(Hz) N为线圈匝数 Ae为有效截面积(m2) 目前。功率损耗的常用测量方法包括乘积电压表法和波形记忆法。 16.电感因数AL(nH/N2) 电感因数定义为具有一定形状和尺寸的磁芯上每一匝线圈产生的电感量，即 AL=L/N2 式中L为装有磁芯的线圈的电感量(H) N为线圈匝数。 电感的检验 普通电感的检验（如：工字电感、色环电感）只需检验其电感量和电流量即可，如果公司对电感的检验有更高的要求，请参阅以下几个国标（别找我要，我也没有），如果那位朋友有这方面的资料，请跟贴，或发到我的信箱：lyh_ GB/T8554-1998电子和通信设备用变压器和电感器测量方法及试验程序 GB/T9623-1988通信用电感器和变压器磁芯第一部分:总规范(可供认证用) GB/T16512-1996抑制射频干扰固定电感器第1部分总规范 GB/T16513-1996抑制射频干扰固定电感器第2部分分规范试验方法和一般要求的选择 谐振频率谐振频率就是电路发生谐振时电量的频率。具体含义可看下面的解释： 在含有电容和电感的电路中，如果电容和电感并联，可能出现在某个很小的时间段内：电容的电压逐渐升高，而电流却逐渐减少；与此同时电感的电流却逐渐增加，电感的电压却逐渐降低。而在另一个很小的时间段内：电容的电压逐渐降低，而电流却逐渐增加；与此同时电感的电流却逐渐减少，电感的电压却逐渐升高。电压的增加可以达到一个正的最大值，电压的降低也可达到一个负的最大值，同样电流的方向在这个过程中也会发生正负方向的变化，此时我们称为电路发生电的振荡。 电路振荡现象可能逐渐消失，也可能持续不变地维持着。当震荡持续维持时，我们称之为等幅振荡，也称为谐振。 谐振时间电容或电感两锻电压变化一个周期的时间称为谐振周期，谐振周期的倒数称为谐振频率。所谓谐振频率就是这样定义的。它与电容C和电感L的参数有关，即：f=1/LC。铁粉心滤波电感器的设计摘要：滤波电感(扼流圈)的设计，须考虑到直流磁化的影响。铁粉心的饱和磁通密度高，直流磁化影响较小，费用也低，是一种理想材料。介绍三种扼流圈的设计方法。关键词：直流磁化饱和磁通密度恒磁导1引言常见的滤波电感主要有：共模滤波电感、差模滤波电感和整流滤波电感。前两种电感主要用于各种线路滤波器，工作在交流条件。而后一种用来滤除整流后的交流纹波，使整流后的直流部分更加平直。由于它工作在直流条件，不得不考虑直流磁化对电感的影响。以往的电子设备，例如使用电子管的电子设备，整流输出多为高电压小电流，当今采用晶体管和集成电路的电子设备，则多为低电压大电流。由于直流磁化力同电流大小成正比，更须注意直流磁化对电感的影响。这就要求滤波电感必须适应于大电流条件。因此，选择什么样的材料作磁心。如何设计好滤波线圈，减少直流磁化的影响，防止磁芯饱和，不能不成为一个值得重视的问题。2关于恒磁导或恒电感特性整流滤波电感工作在直流大电流条件，工作电流变化，引起电感值的变化越小越好。就是说要求磁心的直流磁化影响较小，即具有某种恒磁导特性。由于直流磁化的影响，电感趋向于饱和，电感量会随着工作电流增加而减小。根据大家的共识，所谓恒磁导特性，亦可称为恒电感特性，是指电感在一定的直流磁化力范围内其电感量不低于初始电感量的一半。掌握了这个特性，我们可以通过挑选不同的磁心，不同的规格，以达到不同的百分比要求。3磁心材料的选择制作滤波电感，选用何种磁心材料，除了必须注意防止磁心饱和问题外，还必须考虑到磁心的恒磁导特性。需要指出，有些设计人员往往只注意电感量的指标，选择磁导率高的材料，以减少线圈的匝数，而对于电感额定电流较大时，电感量是否减少，减少到什么程度，会不会达到饱和，考虑较小。这是应该注意避免的。表1列出一些磁心材料的恒磁导特性的比较，供选择时参考。表中所说的恒磁导范围，是指在这个直流磁化力范围内，磁导率不会低于50。减少直流磁化力相应提高磁导率的百分比。表2为磁导率75的铁粉心，在不同直流磁化力时的磁导率的百分数。表1一些磁心材料和恒磁导特性的比较材料铁基非晶磁环Bs13000GS开气隙铁基超微晶磁环e2000100050018080300180110恒磁导范围A/m400800160040008000240040006400Oe5102050100305080材料铁镍钼粉心磁环Bs8000GS铁镍钼粉心磁环Bs10000GSe6012516030022356075恒磁导范围A/m8000400032001600224002000056004000Oe1005040202802507050表2磁导率75的铁粉心不同直流磁化力时的磁导率的百分数012345678900100.099.999.498.898.297.596.795.794.71093.792.691.490.389.187.986.685.484.182.82081.680.379.077.876.675.474.273.071.870.73069.668.567.466.465.464.463.462.461.560.64059.758.858.057.256.455.654.854.153.352.65052.051.350.650.049.448.848.247.647.046.5H注：纵、横数字相加代表直流磁化力H，其交点对应磁导率的百分数4有关计算公式表3铁粉心（材料26）特性参数表AL（nH/N2）So(mm2)为了更好地进行电感设计，满足恒磁要求，需要熟练掌握一些磁学公式，并了解一些必要的磁学知识。上面提到的直流磁化力可以通过（1）进行计算：H=0.4NI/lOe(1)或H=NI/lA/cm(1)这里N为线圈匝数；I为电流，单位为安倍（A）；l为磁心的平均磁路长度，单位为厘米（cm）。将上述公式进行一下变换，则有：H/NI=0.4/l或H/NI=1/l对于一个环形磁心(滤波电感不少是采用环形磁心的),由于l=(Dd)/2cm其中D为外径，d为内径，单位厘米（cm）。因此，H/NI又可由以下方法求得，即H/NI=0.8/(Dd)或H/NI=1/(Dd)0.5对于任何一个规格的环形磁心，都可得到一个H/NI值，将此值乘以安匝数，就是直流磁化力，即：H=(H/NI)NIOe（或A/cm）由此可以看出，H/NI同l或（Dd）成反比。尺寸大的磁心H/NI值就小